مطالعه عددی جریان و انتقال حرارت اسلاری حاوی نانوکپسول های مواد تغییر فاز دهنده درون میکروکانال با حفره های سینوسی و دندانه های مستطیلی

در مطالعه ی عددی حاضر، عملکرد حرارتی-هیدرودینامیکی اسلاری حاوی نانو کپسول های مواد تغییرفاز دهنده به عنوان سیال عامل در یک جاذب حرارتی میکروکانالی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، یک جاذب گرمایی با حفره های سینوسی شکل و دندانه های مستطیلی موجود در میانه ی کانال به عنوان هندسه ی مورد بررسی انتخاب و جریان آرام و پایای مخلوط همگن حامل نانوذرات تغییرفاز دهنده در این هندسه ی پیچیده مطالعه شده است. برای مدلسازی جریان مخلوط از یک مدل تکفاز همگن استفاده گردید. از نرم افزار انسیس فلوینت برای حل معادلات حاکم و شبیه سازی جریان استفاده شده است. برای سنجش عملکرد حرارتی-هیدرودینامیکی مخلوط های مورد مطالعه از عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد استفاده گردید و شبیه سازی ها برای محدوده ی اعداد رینولدز 200 تا 1000 و غلظت حجمی 0 تا 30% برای نانوذرات انجام شدند. با توجه به ویژگی گرمای نهان بالای مواد تغییر فاز دهنده، به کارگیری آن ها در سیال پایه منجر به ارتقای ظرفیت گرمایی سیال کاری می شود و این امر می تواند به بهبود عملکرد حرارتی جاذب گرمایی برای خنک کاری قطعات الکترونیکی ریز مقیاس منجر شود. نتایج حاصل نشان داد که افزودن نانو کپسول های مواد تغییرفازدهنده به یک سیال پایه ی متداول مانند آب می تواند عملکرد حرارتی-هیدرودینامیکی آن را به ویژه در اعداد رینولدز پایین تقویت کند. در مطالعه ی حاضر افزایش 6 تا 48 درصدی عدد ناسلت برای مخلوط حاوی مواد تغییرفازدهنده گزارش شده است.